4.第16章 集成运算放大器.ppt

16.1.3 主要参数 比例-微分运算电路 16.2.3 减法运算电路 由虚断可得： 由虚短可得： 分析方法1： ui2 uo RF ui1 R3 R2 + + ? – ? R1 + – + + – – 如果取 R1=R2 ，R3=RF 如 R1=R2=R3=RF R2 // R3 = R1 // RF 输出与两个输入信号的差值成正比。 常用做测量 放大电路 分析方法2：利用叠加原理 减法运算电路可看作是反相比例运算电路与同相比例运算电路的叠加。 u+ ui2 uo RF ui1 R3 R2 + + ? – ? R1 + – + + – – 例：图示是集成电路的串级应用，试求输出电压 解： A1是电压跟随器， A2是差动运算电路， 想一想：为什么要加A1？ 16.2.4 积分运算电路 由虚短及虚断性质可得: i1=if if =? if i1 uo CF ui R2 R1 + + – – + + ? – ? uC + – 若输入信号电压为恒定直流量，即 ui= Ui 时，则 ui t O 积分饱和 线性积分时间 线性积分时间 –Uo(sat) uo t O +Uo(sat) ui=Ui0 ui=-Ui0 采用集成运算放大器组成的积分电路，由于充电电流基本上是恒定的，故 uo 是时间 t 的一次函数，从而提高了它的线性度。 输出电压随时 间线性变化 Ui -Ui 将比例运算和积分运算结合在一起，就组成 比例-积分运算电路。 uo CF ui R2 R1 + + – – + + ? – ? RF if i1 电路的输出电压: 上式表明：输出电压是对输入电压的比例-积分 这种运算器又称PI调节器,常用于控制系统中,以保证自控系统的稳定性和控制精度。改变RF和CF，可调整比例系数和积分时间常数, 以满足控制系统的要求。 16.2.5 微分运算电路 if i1 由虚短及虚断性质可得 i1 = if uo C1 ui R2 RF + + – – + + ? – ? ui t O uo t O Ui –Ui 上式表明：输出电压是对输入电压的比例-微分 控制系统中，PD调节器在调节过程中起加速作用，即使系统有较快的响应速度和工作稳定性。 —PD调节器 uo C1 ui R2 RF + + – – + + ? – ? R1 if iR iC * * 第16章 集成运算放大器 16.1 集成运算放大器的简单介绍 16.2 运算放大器在信号运算方面的应用 16.5 使用运算放大器应注意的几个问题 16.3 运算放大器在信号处理方面的应用 1. 了解集成运放的基本组成及主要参数的意义； 2. 理解运算放大器的电压传输特性，理解理想 运算放大器并掌握其基本分析方法； 3. 理解用集成运放组成的比例、加减、微分和 积分运算电路的工作原理。 4. 理解电压比较器的工作原理和应用。 本章要求 第16章 集成运算放大器 16.1 集成运算放大器的简单介绍 集成运算放大器是一种具有很高放大倍数的多级直接耦合放大电路。是发展最早、应用最广泛的一种模拟集成电路。 集成电路 是把整个电路的各个元件以及相互之 间的联接同时制造在一块半导体芯片上, 组成一个不 可分的整体。 集成电路特点：体积小、重量轻、功耗低、可 靠性高、价格低。 集成电路分类 按集成度 按导电类型 按功能 小、中、大和超大规模 双、单极性和两种兼容 数字和模拟 各类型号集成芯片 16.1.1 集成运算放大器的特点 1. 元器件参数的一致性和对称性好；温度性能好，抑制零点漂移。 2. 电阻的阻值受到限制，大电阻常用三极管恒流 源代替，电位器需外接； 3. 电容的容量受到限制，电感不能集成，故大电 容、电感和变压器均需外接； 4. 二极管多用三极管的发射结代替。 16.1.2 电路的简单说明 中间级 输入级 输出级 偏置电路 一、电路的基本组成及作用 输入级：要求输入电阻高，差模放大倍数高，抑制零点漂移和共模干扰信号的能力强。都采用差分放大电路。 中间级：要求电压放大倍数高。常采用带恒流源的共发射极放大电路构成。 偏置电路：为各级放大电路提供稳定和合适的偏置电流，决定各级的静态工作点，一般由恒流源电路构成。 输出级：与负载相接，要求输出电阻低，带负载能力强，一般由互补对称电路或射极输出器构成。 中间级 输入级 输出级 偏置电路 集成运算放大器的管脚和符号 反相 输入端 同相 输入端 +UCC –UEE uo + – + u– u + + – + Auo 信号传